打破壁壘的新型可視化工具

打破壁壘的新型可視化工具

41113105鐘超群2014/10/31隨著數(shù)量和數(shù)據(jù)輸出復雜性的增加，尖端前沿的可視化工具顯得尤為重要。微陣列數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)準確的翻譯有助于揭示趨勢，異常，和發(fā)現(xiàn)關鍵藥物重要決策的模式。同樣重要的是巨大的套復合數(shù)據(jù)的管理。公司提供的新工具包括改進的多路復用系統(tǒng)，細胞的高通量分析或者篩選，使用新的分子標記，和靈活的、可定制的數(shù)據(jù)管理軟件。2（一）改進的多路復用系統(tǒng)

（二）數(shù)據(jù)管理軟件（三）高溫超導（HTS）新型可視化工具

——幾種主要的系統(tǒng)及軟件3（一）改進的多路復用系統(tǒng)

復用——多個樣品平行分析，有助于滿足高吞吐量的要求。

Beckman公司（）開發(fā)了一種芯片技術，使多達13個不同的分析物或表達的蛋白質(zhì)在細胞培養(yǎng)，血清或血漿樣品同時定量。據(jù)系統(tǒng)生物學中心業(yè)務戰(zhàn)略業(yè)務經(jīng)BrendanYee報告：該A2芯片系統(tǒng)可以在不到5分鐘的時間內(nèi)從一個單一的微孔板提供超過一千的結果，對科學家們來說可理想用于分析和檢測，二次藥物篩選，臨床研究?！弊畛醯姆椒ㄊ褂靡粋€通用的連接使用的寡核苷酸作為連接或郵政編碼，允許用戶創(chuàng)建自己的抗體陣列化學。A2芯片系統(tǒng)板的每個孔預先發(fā)現(xiàn)13種不同的寡核苷酸序列作為標記或復分析的具體定位器。他們的互補鏈被列為單獨的瓶裝試劑在我們的通用連接器套件，研究者用來配對特異性抗體。所以，每一個寡抗體共軛將只能以特定的順序在孔中與13種獨立的分析物結合。從這一點上，它的檢測流程與加入樣品和分析物的特異性抗體檢測的ELISA（酶聯(lián)免疫吸附劑測定）類似。檢測抗體的生物素和鏈霉親和素染料的熒光在我們的A2系統(tǒng)得以增加。”

4（一）改進的多路復用系統(tǒng)雖然大多數(shù)的檢測方法多采用的捕獲和檢測的單克隆抗體，但是其發(fā)展需要歷時九個月，花費數(shù)萬美元。Somalogic（）采用了不同的策略。該公司采用圖像試配體，單鏈核酸結合至少一個的BrdU（代替T核苷酸），當暴露在紫外線光下時（在BrdU和electronrich氨基酸例如酪氨酸之間形成的共價鍵），可以特異性地將靶蛋白的共價捕獲。5（一）改進的多路復用系統(tǒng)哲學博士、主席以及首席問題官LarryGold說他們使用圖像試配體的陣列在各種復雜的矩陣下同時測量許多不同的蛋白質(zhì)，包括血清。金博士說該公司專有的圖像適配體對目標分析物有很大的親和力?？贵w陣列或質(zhì)譜法的主要優(yōu)點是高質(zhì)量的圖像適配體作為捕獲試劑，表面圖像適配體的穩(wěn)定性以及能力在SomaLogic通過快速的圖像適配體發(fā)現(xiàn)以增加內(nèi)容。圖像適配體陣列可以擴展到非常大的數(shù)量的同時分析，因為他們避免了二次捕獲劑相關的問題，這是在夾心法檢測分析物的檢測基礎上。最后是對醫(yī)生和患者最有用的，血清蛋白必須在低femtomolar范圍內(nèi)的濃度，超越所有夾心測定，即使是最昂貴的質(zhì)譜法?！?/p>

6（二）改進的多路復用系統(tǒng)

公司的主要目標是開發(fā)基于藥的的用法說明的血液測試，結合多種檢測結果并提供重要的臨床問題的確切答案。根據(jù)金博士所言：“單個分析物的血液測試，如果陽性，表明患者更可能有一種疾病驗前統(tǒng)計的可能性。這些試驗，然而，遠非完美。例如，在PSA篩查時發(fā)現(xiàn)大約80%的人得分積極PSA測試，活檢后，沒有前列腺癌。我們的目標是降低假陽性率，對于大多數(shù)測試沒有通過疾病的簽名功率損失的敏感性?！盨omaLogic還計劃與戰(zhàn)略伙伴合作開發(fā)研究中的應用。該公司希望在2005完成更大規(guī)模的臨床試驗，并開始在2006年年中首先應用介紹?！?（二）數(shù)據(jù)管理軟件據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，基于細胞藥物篩選的技術預計到2005年復合增長率將增加到25%（見）。許多公司利用細胞篩選策略在早期因為他們提供的優(yōu)勢評估反應的環(huán)境中，最終產(chǎn)品有其藥理作用，即，活細胞。但重要的瓶頸出現(xiàn)在定位和挖掘圖像。蜂窩數(shù)據(jù)挖掘8蜂窩數(shù)據(jù)挖掘Cellomics公司（）產(chǎn)品包括自動化的高通量篩選（HCS）系統(tǒng)，第五代ArrayScan?HCS閱讀器，以及圖像分析算法（BioApplications）和高含量的信息（HCI?）。根據(jù)博士，高級產(chǎn)品經(jīng)理，信息學MarkCollins所言，“我們的圖像分析軟件（BioApplications）提供單個細胞的蜂窩數(shù)據(jù)，整體的威爾斯，在一個簡單的亞群水平，交鑰匙方式。一些評估參數(shù)包括尺寸，形狀，數(shù)量和熒光標記，熒光的模式。BioApplications從一般用途的應用程序如房室分析與特定的應用程序，如神經(jīng)軸突生長和核易位的目標激活?？铝炙共┦繄蟾嬲f該公司的人機交互是一個企業(yè)級的服務，管理，提供定制的解決方案分析，可視化，和決策的高內(nèi)涵篩選，分析，和細胞發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)。9蜂窩數(shù)據(jù)挖掘WyethResearch研究人員（MonmouthJunction，NJ）最近使用Cellomics公司的ArrayScan和房室分析算法來監(jiān)測的G-蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）分配從細胞表面到細胞內(nèi)的囊泡。該公司建議提供篩選GPCR受體內(nèi)化的影響代理的戰(zhàn)略價值。AceaBiosciences（）ACEA生物科學（www.aceabio。COM）最近推出了一種基于細胞的測定使用公司的微電子技術的reporterless生物傳感器平臺，實時，高通量分析和活細胞的生物分子。10（三）HTS數(shù)據(jù)管理

通過高通量篩選出的數(shù)據(jù)雪崩已經(jīng)創(chuàng)建了一個艱巨的挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)管理?？焖俚拿凶R別和準確的分析是沿著藥物發(fā)現(xiàn)管道產(chǎn)品的本質(zhì)。Accerlrys公司（）提供符合高溫超導系統(tǒng)（HTS），該公司表示，簡化了管理的分析，數(shù)據(jù)采集，分析?！霸搮f(xié)議是高溫超導板和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，集成了所有的篩選過程在一個單一的包。它簡化了工藝，提高篩選的生產(chǎn)力，”博士，產(chǎn)品經(jīng)理尼爾埃克爾斯解釋道。11（三）HTS數(shù)據(jù)管理

“系統(tǒng)有一個開放的，可擴展的體系結構和內(nèi)置的向?qū)ё詣雍Y選流程。這是客戶的一個關鍵優(yōu)勢，因為它使篩選過程得到簡化和執(zhí)行只需點擊幾下鼠標。在協(xié)議的HTS數(shù)據(jù)是專為多個用戶之間共享的，可以存檔到符合企業(yè)系統(tǒng)。符合高溫超導也增強的圖表，圖形，和異常的標志特征的決策支持和分析步驟的?！盓ccles博士說：“數(shù)據(jù)可以在幾種方便的方法包括一個活動的規(guī)模來幫助識別的點擊率和異常顯示。內(nèi)置視圖幫助通過自動發(fā)現(xiàn)和突出趨勢，驗證數(shù)據(jù)的訪問，或異常值的選擇標準偏差乘數(shù)。另一個優(yōu)點是，它可以很容易地與機器人系統(tǒng)集成?！?2（三）HTS數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)分析和管理往往需要靈活性和定制。ElsevierMDL（www.）提供的MDL測定Explorer生物數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)支持從篩選到的體內(nèi)實驗數(shù)據(jù)的收集和分析，以及提供實驗室數(shù)據(jù)管理中心組織。AssayExplorer的一個關鍵特征是敏銳的靈活性，”魯伯特博士說，“許多產(chǎn)品是建立在Excel，但它對行允許的數(shù)目顯著的局限性和嚴格的計算基礎的布局。一個科學家要，或意外，改變布局，它必須被重寫的基本計算。我們設計的AssayExplorer無限行和實驗變量是獨立的布局。研究人員不需要改變一個電子表格的一個新的程序，他們只需拖放。這樣的靈活性是一個顯著的優(yōu)勢，特別是對動物的研究。如果一個動物死在一個實驗中，例如，研究人員已經(jīng)改變整個布局。我們的系統(tǒng)可以處理的體內(nèi)分析與靈活性的增加和減少布置體外?！濒敳夭┦恐赋?，測定器集成的盒子與幾個流行的應用程序（包括SASJMP，PharsightWinNonlin，Partek），客戶可以定制的可擴展的數(shù)據(jù)模型來適應公司的工作流程等。13可視化的單核苷酸多態(tài)性(SNPs)全稱SingleNucleotidePolymorphisms，是指在基因組上單個核苷酸的變異，包括轉(zhuǎn)換、顛換、缺失和插入，形成的遺傳標記，其數(shù)量很多，多態(tài)性豐富。從理論上來看每一個SNP位點都可以有4種不同的變異形式,但實際上發(fā)生的只有兩種,即轉(zhuǎn)換和顛換,二者之比為2：1[1]

。SNP在CG序列上出現(xiàn)最為頻繁,而且多是C轉(zhuǎn)換為T,原因是CG中的C常為甲基化的,自發(fā)地脫氨后即成為胸腺嘧啶。一般而言,SNP是指變異頻率大于1%的單核苷酸變異。在人類基因組中大概每1000個堿基就有一個SNP,人類基因組上的SNP總量大概是3×10E6個。因此,SNP成為第三代遺傳標志,人體許多表型差異、對藥物或疾病的易感性等等都可能與SNP有關。14可視化的單核苷酸多態(tài)性(SNPs)SNP擁有巨大潛力的影響每一個階段的藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程，包括目標識別，在未來，藥物治療的病人分層。人類基因組中有大約>900，0000的數(shù)量的基因能證明單核苷酸多態(tài)性與疾病的關聯(lián)并且其數(shù)目正在持續(xù)增長。15可視頸化的剩單核擴苷酸倆多態(tài)除性(SN簽Ps)應用牛生物穿系統(tǒng)近公司倚（Ap傘pl搞ie蹤蝶dBi哄os沈ys宿te雁ms）（ww道w.Ap匯pl粗ie拋db右io茶sy偽st遍em膛s.蔽co團m）提泛供的SN濁Pb酬ro王ws走er證?v呀2.情0軟件蝴，幫腦助研掛究人陶員通以過選鎮(zhèn)擇合比適的SN走P基因撓分型鑼的檢趣測評漂估的饞人類SN椅P標記小或進箭行遺矮傳病懂協(xié)會緒設計產(chǎn)的研迎究提霉供了湊一個異可視擊化框子架?！懊馓抠M軟跨件（ww夕w.漠a(chǎn)p權pl凳ie廊db召io腸sy呼st政em別s.奔co織m）包好括一滿個集譽成的嫌可視章化物語理地晚圖，光假定熱的單漫倍型慌塊信海息的予標簽SN割P的方漿法通群過摻烘入，削和連齡鎖不嗎平衡魚圖。梯連鎖映不平供衡是央指在愈特定典的等蜻位基強因的滔變異象位點裂附近占發(fā)生牙在相包同的孤單倍樓型的御不僅奧僅碰匯巧。數(shù)據(jù)狗公司植的全哨面收浙集來劍自超憐過16叉00脅00個SN頂P基因詞分型刃檢測轉(zhuǎn)一組茂參考18鍋0人類斧個體紅的基歐因組DN害A分析杰生成延，一蛇個獨布特的始超過40今00凍00令00種基潑因型欺數(shù)據(jù)飯集，核其中20畢00愚00濃00個基躬因型翁在sn守pb晴ro橡ws乖er軟件抽提供活。到目柳前為導止，足研究坡人員灑缺乏恰設計長出具撤有相樣當高態(tài)的統(tǒng)弊計動爺力，揮讓合向適的SN掙Ps的選叛擇和習樣本減以正宅確的播數(shù)量挑達到亭顯著絡的關繼聯(lián)研泰究的頌適當?shù)⑹侄尾?，博蘇士，雞產(chǎn)品嶼線經(jīng)比理Ti舞mHa擠ge企ns說。16可視談化的捏單核心苷酸尖多態(tài)巨性(SN沖Ps)“SN糕Pb本ro燭ws缸er軟件妨是一期個工憐具，小允許劉知識仰關聯(lián)軋和精麻細定網(wǎng)位研革究，底通過頌選擇波最翔幫實的關單核曉苷酸河多態(tài)淘性的垮一組標基因夢或基擺因組燈區(qū)域盟的設見計，沃幫助花研究鐘人員朽獲得籮有意抹義的扭和強球大的羨研究疑結果蠟?！贝送庥{(diào)惱查人需員識網(wǎng)別單報核苷宜酸多館態(tài)性嘗的利咱益，SN爐Pb皮ro慮ws論er軟件教提供石訂貨嫁準備彈使用Ta傳qM肅anSN升P基因賣分型磨檢測馬的應裁用生下物系棄統(tǒng)的測在線莫商店擁界面夢。哈金測斯博值士指跨出，膝“我艦們提她供幾璃乎20策00自00緒0的檢鑄測包皮括16宵00環(huán)00的驗箭證實斃驗相剛關的20飯00更00砌00個基充因型協(xié)，30歉00腿0個編衣碼SN緩P檢測鴿，和眨高密寶度的18器00斧00弦0預分蛛析，竟全基再因組標記覆蓋語。我們淘還提講供定炒制的泛檢測倒服務呈，讓驢研究懇人員桑私下愈提交予自己增的目功標DN積A序列礎的基飼因組擱和我賣們提朋供的瘡自定哪義設灰計，竿準備甲使用樂的SN挪P基因名分型昆檢測耗，具息有最遼佳的女引物芳和探漫針。文”17TH想AN阻KS四!18EL予IS忙EEn盾zy量me速L貨in準ke淺dIm衫m(xù)u哈no桿so駐rb拔en聚tAs擊sa萌y——酶聯(lián)隸免疫后吸附拌試驗指將峰可溶沫性的捏抗原箭或抗侄體結編合到劍聚苯錦乙烯床等固餃相載總體上讀，利和用抗攜原抗墾體結傳合專托一性姿進行顧免疫戚反應礦的定墓性和跟定量短檢測荒方法橋。19EL送IS陸E19抄71年En我gv立al眠l和Pe拖rl忍ma插nn發(fā)表肝了酶街聯(lián)免型疫吸違附劑薦測定以（en蕩zy姿me潛l盆in允ke拒dim躬mu部no歌so螞rb盒en佛tas和sa樣y，EL霧IS忍A）用半于Ig中G定量敘測定怪的文日章，瞞使得19禍66年開固始用貴于抗仰原定刑位的幸酶標凍抗體氏技術代發(fā)展刺成液攔體標厭本中太微量竄物質(zhì)沾的測影定方要法。這一鳳方法霧的基店本原尺理是但：①擴使抗原或抗體結合扶到某鉗種固擊相載體表面北，并蜜保持聰其免下疫活籃性。揀②使釋抗原毅或抗低體與嫌某種芬酶連魔接成凝酶標刊抗原輸或抗岸體，北這種由酶標菠抗原忽或抗豈體既指保留仗其免信疫活艘性，半又保耽留酶的活欺性。掌在測勝定時拐，把島受檢稠標本匯（測判定其悟中的喝抗體鉗或抗火原）堆和酶于標抗蜘原或衛(wèi)抗體灑按不每同的久步驟捎與固德相載體表面脊的抗情原或說抗體榴起反功應。京用洗翻滌的矛方法宿使固補相載爛體上訊形成燒的抗削原抗畝體復春合物掘與其早他物換質(zhì)分序開，遠最后夠結合緊在固耐相載圍體上魯?shù)拿副剂颗c兇標本撫中受床檢物燦質(zhì)的館量成麥一定誼的比俗例。犬加入雪酶反夜應的梨底物倉后，何底物裹被酶催破化變?yōu)閺d有色勾產(chǎn)物誰，產(chǎn)名物的啊量與迎標本苦中受宿檢物葡質(zhì)的齡量直櫻接相榜關，仇故可蠢根據(jù)顏色崖反應的深甜淺刊懷物定蔑性或盯定量橫分析乖。由閃于酶劑的催愁化效羞率很區(qū)高，廚故可黑極大燥地放沾大反答應效掘果，絡從而賓使測謝定方黃法達聰?shù)胶苌岣叩陌该舾芯侄取?0EL扇IS逮E由于EL秧IS勉A具有籌快速舉、敏自感、刊簡便茄、易掌于標移準化窗等優(yōu)彎點，嘉使其韻得到灶迅速畢的發(fā)頭展和漢廣泛納應用兵。盡驗管早屈期的EL炎IS陰A由于特異舞性不夠組高而獄妨礙且了其椒在實喘際中至應用衛(wèi)的步課伐，玻但隨盛著方邀法的壓不斷否改進籮、材仁料的委不斷諒更新平，尤尸其是鞋采用皺基因寺工程航方法皮制備撥包被華抗原禍，采制用針溜對某火一抗油原表付位的單克旺隆抗挺體進行籍阻斷EL行IS予A試驗匠，都險大大衛(wèi)提高穿了EL澆IS贊A的特旬異性充，加絮之電樸腦化就程度設極高路的EL亭IS回A檢測扁儀的咳使用瓣，使EL塞IS賴A更為奴簡便殃實用餅和標導準化梅，從概而使隱其成蒼為最削廣泛填應用減的檢尾測方絡法之冠一。如今EL串IS茅A方法抄已被部廣泛近應用傳于多燭種細鴨菌和演病毒銅等疾抵病的調(diào)診斷立。在推動物中檢疫抄方面剝，EL番IS像A在豬傳綱染性嘩胃腸忽炎、牛副罵結核匙病、牛傳莊染性獸鼻氣捧管炎、豬偽扁狂犬遇病、藍舌癢病等的兼診斷身中已索為廣榜泛采縮慧用的含標準